(Cancro-Immagine: le cellule di cancro al cervello umano coltivate sul gel DN hanno espresso una proteina marcatore di cellule staminali SOX 2 (verde). Credito: Jun Suzuka et al., Nature Biomedical Engineering, 29 marzo 2021).
Un idrogel sviluppato presso l’Università di Hokkaido ha riprogrammato con successo le cellule tumorali in cellule staminali tumorali entro 24 ore in sei diversi tipi di cancro umano. Ciò potrebbe portare allo sviluppo di farmaci a base di cellule staminali anti-cancro e farmaci personalizzati.
Il cancro è la principale causa di morte nei paesi sviluppati e più di 8,6 milioni di persone ne muoiono ogni anno in tutto il mondo. Nonostante il progresso dei trattamenti, il tasso di sopravvivenza a cinque anni dei pazienti con cancro in stadio avanzato rimane basso. Uno dei motivi è che i tessuti tumorali contengono cellule staminali tumorali, resistenti a chemioterapie e radioterapie. Queste cellule possono nascondersi come “radici” o circolare nel corpo, provocando la recidiva.
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“Le cellule staminali tumorali sono un obiettivo importante per i farmaci antitumorali, ma sono difficili da identificare perché sono presenti in numero molto piccolo nei tessuti tumorali”, ha spiegato il Professor Shinya Tanaka della Facoltà di Medicina dell’Università di Hokkaido. “Comprendere i meccanismi molecolari delle cellule staminali tumorali è fondamentale per lo sviluppo di migliori trattamenti“.
Le cellule staminali del cancro richiedono un microambiente molto specifico. In questo studio, il team di ricerca ha esaminato se il loro gel DN potesse ricreare le giuste condizioni per indurre le cellule staminali del cancro. Il gel DN è costituito da una rete di due sostanze chimiche e incorpora un elevato volume di acqua e presenta caratteristiche morbide e umide che ricordano i tessuti biologici.
Nello studio, il gel DN ha riprogrammato rapidamente cellule tumorali differenziate in cellule staminali tumorali in sole 24 ore in sei diverse linee di cellule tumorali umane: cancro al cervello, dell’utero, cancro ai polmoni, cancro al colon, cancro alla vescica e sarcoma. Dopo che le cellule tumorali sono state posizionate sul gel DN, hanno iniziato a formare strutture sferiche e produrre molecole specifiche note per essere marcatori di cellule staminali tumorali come SOX2 e Oct3 / 4, alias fattori Yamanaka, dal nome del premio Nobel.
I ricercatori hanno anche scoperto alcuni dei meccanismi molecolari coinvolti nella riprogrammazione delle cellule tumorali. Hanno scoperto che i recettori dei canali del calcio e la proteina osteopontina erano essenziali per l’induzione delle cellule staminali tumorali. Hanno anche scoperto che le cellule di cancro al cervello di un paziente che erano state coltivate sul gel DN producevano recettori chiamati recettori del fattore di crescita derivato dalle piastrine. Aggiungendo un inibitore molecolare di questi recettori, i ricercatori sono stati in grado di colpire e sradicare le cellule staminali del cancro, suggerendo che il gel DN potrebbe essere utilizzato per selezionare farmaci terapeutici. Inoltre, hanno dimostrato che le cellule tumorali cerebrali che erano state coltivate sul gel DN formavano tumori in modo efficiente quando trapiantate nel cervello di topi.
Questo studio apre la strada alla ricerca sui farmaci che possono colpire le cellule staminali del cancro. “In futuro, il gel DN potrebbe essere utilizzato per migliorare la diagnosi del tipo di cellula tumorale e per produrre farmaci personalizzati che potrebbero migliorare la prognosi dei malati di cancro”, ha detto Shinya Tanaka.
Fonte:Nature Biomedical Engineering
